Žmogaus evoliucija vyksta greičiau. Kokia Tavo ateitis?

Natūrali atranka nėra vienintelis veiksnys, skatinantis evoliuciją, teigia evoliucinės genetikos profesorius Laurence’as D. Hurstas iš Bato universiteto (Jungtinė Karalystė). Ir tai vyksta greičiau nei bet kada anksčiau, rašo independent.co.uk.

Šiuolaikinės medicinos gebėjimas išgelbėti mūsų gyvybes kelia pagundą manyti, kad žmogaus evoliucija galimai sustojo. Geresnė sveikatos priežiūra sutrikdo pagrindinę evoliucijos varomąją jėgą, nes kai kurie žmonės gyvena ilgiau, dėl ko išauga tikimybė, kad jie perduos savo genus. Tačiau jeigu pažiūrėsime į mūsų DNR evoliucijos greitį, pamatysime, kad žmogaus vystymasis nesustojo – gali būti, kas tai vyksta netgi greičiau nei bet kada anksčiau.

Evoliucija yra laipsniškas rūšies DNR kitimas per daugelį kartų. Tai gali vykti natūralios atrankos būdu, kai tam tikri genetinių mutacijų sukurti bruožai padeda organizmui išgyventi ir daugintis. Tokios mutacijos dažniausiai perduodamos kitai kartai, taigi, jų dažnis populiacijoje didėja. Palaipsniui šios mutacijos ir jų požymiai vis labiau paplinta visoje grupėje.

Žvelgiant į pasaulines žmogaus DNR studijas, galime išvysti įrodymus, kad natūrali atranka pastaruoju metu pakito ir toliau kinta. Nors šiuolaikinė sveikatos apsauga apsaugo mus nuo daugelio mirties priežasčių, geros sveikatos priežiūros neturinčiose šalyse žmonės toliau evoliucionuoja. Užkrečiamų ligų protrūkį išgyvenusieji palaiko natūralią atranką, suteikdami savo genetinį atsparumą palikuoniams. Esama įrodymų, kad mūsų DNR jau gali būti atsparus tokioms mirtinoms ligoms kaip Lassa karštinė ar maliarija.

Žmonės taip pat prisitaiko prie savo aplinkos. Mutacijos, leidžiančios žmonėms gyventi didesniame aukštyje, labiau paplito Tibete, Etiopijoje ir Anduose. Genetiniu mutacijų paplitimas Tibete galimai yra sparčiausias evoliucinis žmonių pokytis per pastaruosius tris tūkstančius metų. Šis greitas mutavusio geno, kuris padidina deguonies kiekį kraujyje ir suteikia vietos gyventojams daugiau šansų išgyventi dideliame aukštyje, dažnio augimas lemia tai, kad išgyvena daugiau vaikų. Dar vienas prisitaikymo šaltinis – mityba. Inuitų DNR rodo neseną adaptaciją, kuri leidžia jiems klestėti maitinantis riebiais Arkties žinduoliais. Tyrimai taip pat rodo, kad natūrali atranka skatina mutaciją, kuri leidžia suaugusiems gaminti laktazę – fermentą, kuris suskaido pieno cukrų – dėl ko kai kurios žmonių grupės gali virškinti pieną ir po atjunkymo.

Daugiau nei 80 procentų šiaurės vakarų europiečių gali virškinti pieną, tačiau kai kuriose Rytų Azijos šalyse, kur pienas nėra toks įprastas gėrimas, negebėjimas virškinti laktozės yra norma.

Mes taip pat galime prisitaikyti prie nesveikos mitybos. Vienas XX amžiaus eigoje atliktas šeimos genetinių pokyčių tyrimas parodė, kad vyksta sumažinto kraujo spaudimo ir cholesterolio kiekio – abu dėl šiuolaikinės mitybos pasiekė mirtinas aukštumas – atranka.

Tačiau, nepaisant šių pokyčių, natūrali atranka paveikia apie 8 procentus mūsų genomo. Remiantis neutralios evoliucijos teorija, likusio genomo mutacijos gali laisvai keisti dažnį populiacijose atsitiktiniu būdu. Jeigu natūrali atranka susilpnėjusi, mutacijos, kurias ji normaliai pašalintų, nėra taip veiksmingai eliminuojamos, kas gali padidinti jų dažnį ir taip padidinti evoliucijos greitį.

Tačiau neutrali evoliucija gali paaiškinti, kodėl kai kurie genai evoliucionuoja daug greičiau nei kiti. Mes genų evoliucijos greitį matuojame lygindami žmogaus DNR su kitų rūšių, kas taip pat mums leidžia nustatyti, kurie genai sparčiai vystosi vien žmonėse. Vienas sparčiai besivystantis genas yra žmogaus pagreitinta sritis 1 (angl. human accelerated region 1 arba HAR1), kuris reikalingas smegenų vystymuisi. Atsitiktinė žmogaus DNR dalis vidutiniškai daugiau kaip 98 procentais identiška šimpanzės atitikmeniui, tačiau žmogaus pagreitinta sritis 1 evoliucionuoja taip greitai, kad panašumas siekia tik apie 85 procentus.

Nors mokslininkai mato, kad šie pokyčiai vyksta – ir kaip greitai vyksta – jie vis dar negali pilnai suprasti, kodėl greitai evoliucionuoja vieni, o ne kiti genai. Iš pradžių buvo manyta, kad tai tik natūralios atrankos rezultatas, tačiau dabar jau žinoma, kad tai ne visada tiesa.

Neseniai dėmesys buvo sutelktas į šališkos genų konversijos (angl. biased gene conversion arba BGC) procesą, kuris vyksta, kai mūsų DNR perduodamas per mūsų spermą ir kiaušinėlius. Formuojantis šioms lytinėms ląstelėms skyla DNR molekulės, jos susijungia iš naujo, paskui tas skylimas užtaisomas. Vis dėlto, molekulių užtaisymai linkę vykti šališkai.

DNR molekulės sudarytos iš keturių skirtingų cheminių bazių, žinomų kaip C, G, A ir T. Užtaisymo procese pirmenybė teikiama C ir G, o ne A ir T bazėms. Nors nėra aišku, kodėl toks šališkumas egzistuoja, tačiau dėl jo G ir C bazės labiau paplinta.

G ir C bazių DNR užtaisymo vietose didėjimas sukelia labai greitą mūsų genomo dalių evoliuciją ir šis procesas lengvai painiojamas su natūralia atranka, nes abiem atvejais labai lokalizuotose vietose sparčiai keičiasi DNR. Šis procesas paveikė maždaug penktadalį mūsų sparčiausiai evoliucionuojančių genų, tarp jų žmogaus pagreitintą sritį 1. Jeigu GC pokyčiai būtų žalingi, natūrali atranka jiems paprastai oponuotų. Tačiau atrankai susilpnėjus, šis procesas iš esmės vyksta nesuvaldomai ir gali netgi padėti pagreitinti mūsų DNR evoliuciją.

Gali keistis taip pat ir pats žmogaus mutacijos greitis. Pagrindinis žmogaus DNR mutacijų šaltinis yra ląstelių dalijimosi procesas, sukuriantis spermos ląsteles. Kuo vyresni vyrai, tuo daugiau mutacijų pasitaiko jų spermoje. Taigi, jeigu jų indėlis į genofondą pasikeis – pavyzdžiui, jeigu vyrai atidėlios tėvystę – pasikeis ir mutacijos greitis. Tai nustato neutralios evoliucijos greitį.

Suvokimas, kad evoliucija vyksta ne tik per natūralią atranką, leidžia suprasti, kad šis procesas greičiausiai niekada nesustos. Mūsų genomų išlaisvinimas iš natūralios atrankos spaudimo tik atveria juos kitiems evoliuciniams procesams, dėl ko tik dar sunkiau numatyti, kokie bus ateities žmonės. Vis dėlto, visiškai įmanoma, kad dėl šiuolaikinės medicinos teikiamos apsaugos būsimoms kartoms teks susidurti su daugiau genetinių problemų.